[实用新型]一种基于光学电压互感原理的行波采集装置

说明书

本实用新型公开了一种基于光学电压互感原理的行波采集装置，其包括：依次连接的行波波头检测单元、行波信号光电转换单元以及数字电路信号处理单元；其中，所述行波波头检测单元用于采集故障电压行波，并形成电场，所述行波波头检测单元中的光学传感头处于所述电场内；所述行波信号光电转换单元与所述光学传感头连接，将带故障电压的光信号转换为电信号；所述数字电路信号处理单元对所述电信号进行处理得到数字电压波信号，实现了故障行波信号的采集。其中，数字电路信号处理单元中设有抗混叠滤波器、模拟高通滤波器，降低了高频、低频以及噪声的影响，提高了行波采集的准确性。

技术领域

本实用新型属于电力线路故障信息提取装备，具体涉及一种基于光学电压互感原理的行波采集装置。

背景技术

随着电力经济的不断发展，电网结构变得越来越复杂。传统的故障定位方法难以满足快速准确的故障定位要求。由于传统电力线路定位法方法阻抗法容易受分布电容、负载、线路运行方式等因素影响，定位不准确。理论上，行波定位法不易受供电系统固有参数的影响，由于受故障类型等因素的影响，越来越受到重视和应用。如何快速准确地获取故障行波信息成为解决问题的关键。

从传统的电磁式电压互感器和电容式电压互感器，到近年来采用光学传感原理的光学式电压互感器的运行，可以看出新型电压互感器在解决传统电压互感器存在的问题，如：铁磁共振和高压绝缘，正在朝着满足智能电网建设需求的方向正在逐步向前推进。光学电压互感器由于具有体积小、重量轻、不饱和、绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、测量频带宽、动态范围大等特点，显示出较强的竞争力和广阔的应用前景，越来越受到国内外电力系统行业的研究人员的重视。

若利用光学电压互感器采集故障行波信息，则必然相较于其他传统电磁式电压互感器和电容式电压互感器更具优势，如何利用光学电压互感器采集故障行波信息是需要进一步研究的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于光学电压互感原理的行波采集装置，其利用光学电压互感器的原理，构建了一种全新的行波采集装置，充分利用了光学电压互感器的技术优势。

本实用新型提供一种基于光学电压互感原理的行波采集装置，其包括：依次连接的行波波头检测单元、行波信号光电转换单元以及数字电路信号处理单元；

其中，所述行波波头检测单元用于采集故障电压行波，并形成电场，所述行波波头检测单元中的光学传感头处于所述电场内；

所述行波信号光电转换单元与所述光学传感头连接，将带故障电压的光信号转换为电信号；

所述数字电路信号处理单元对所述电信号进行处理得到数字电压波信号。

可选地，所述数字电路信号处理单元中设有抗混叠滤波器、模拟高通滤波器；

所述抗混叠滤波器用于消除所述电信号的高频信息；所述模拟高通滤波器用于消除所述电信号的低频信号和噪声。

来自光学部分的干涉光强信号转换为电信号后(由上部分的光电探测器实现)，输入到抗混叠滤波器中，可以消除高频的影响。通过模拟高通滤波器，可以去除低频信号和噪声，为后续的解调做准备。

可选地，所述抗混叠滤波器为有源滤波器，通带截止频率为f_h＝2.5kHz；所述模拟高通滤波器为巴特沃斯滤波器。

可选地，所述数字电路信号处理单元采用数字闭环信号检测技术，其至少包括：数字信号处理单元DSP、可编程门阵列FPGA、数/模转换器以及驱动电路；

其中，所述数字信号处理单元DSP和所述可编程门阵列FPGA与所述数/模转换器连接，所述数/模转换器与所述驱动电路连接，所述驱动电路与行波信号光电转换单元连接，形成闭环信号；

其中，所述可编程门阵列FPGA输出数字电压波信号。